壓力容器從設計到使用的探討

郭學雙

摘 要：壓力容器目前在很多行業(yè)都被廣泛應用，如果壓力容器出現(xiàn)問題，極易引起生產事故，造成人民財產的損失。所以壓力容器從設計到使用就必須環(huán)環(huán)加以把關和控制，各個環(huán)節(jié)之間相互配合，相互聯(lián)系。文章通過對壓力容器從設計到使用的探討，希望對壓力容器的生產提供有價值的參考借鑒。

關鍵詞：壓力容器設計制造

1壓力容器的特點

1.1應用的廣泛性

壓力容器不僅被廣泛用于化學、石油化工、醫(yī)藥、冶金、機械、采礦、電力、航天航空、交通運輸?shù)裙I(yè)生產部門，在農業(yè)、民用和軍工部門也頗常見，其中尤以石油化學工業(yè)應用最為普遍，石油化工企業(yè)中的塔、釜、槽、罐無一不是貯器或作為設備的外殼，而且絕大多數(shù)是在壓力溫度下運行，

1.2 操作的復雜性

壓力容器的操作條件十分復雜，甚至近于苛刻。壓力從1～2×10-5Pa的真空到高壓、超高壓，如石油加氫為10.5～21.0 MPa；高壓聚乙烯為100～200 MPa；合成氨為10～100 MPa；人造水晶高達140 MPa；溫度從-196? C低溫到超過一千攝氏度的高溫；而處理介質則包羅爆、燃、毒、輻（照）、腐（蝕）、磨（損）等數(shù)千個品種。操作條件的復雜性使壓力容器從設計、制造、安裝到使用、維護都不同于一般機械設備，而成為一類特殊設備。

1.3安全的高要求

壓力容器因其承受各種靜、動載荷或交變載荷，還有附加的機械或溫度載荷；其次，大多數(shù)容器容納壓縮氣體或飽和液體，若容器破裂，導致介質突然卸壓膨脹，瞬間釋放出來的破壞能量極大，加上壓力容器極大多數(shù)系焊接制造，容易產生各種焊接缺陷，一旦檢驗、操作失誤容易發(fā)生爆炸破裂，器內易爆、易燃、有毒的介質將向外泄漏，勢必造成極具災難性的后果。因此，對壓力容器要求很高的安全可靠性。

1.4 量大面廣

1996年12月的統(tǒng)計資料表明，國內在用固定式壓力容器多達122.22萬臺 ，移動式壓力容器中罐車16910輛，在用氣瓶5498.7571萬只；鍋爐總臺數(shù)也高達51.57萬臺 。此外全國持有壓力容器制造許可證的企業(yè)合計2432個，設計單位1380個。如此龐大且潛在隱患容器的存在，以及地域廣泛的制造設計部門，自然成為國內外政府部門特別重視其安全管理和監(jiān)察檢查的原因。

2壓力容器的常見問題

2.1忽視設備使用壽命

一般對任何一個產品的壽命均有要求，特別是象壓力容器這樣的設備，對其使用壽命有著更高的要求，壽命太短會直接增加生產成本。壓力容器的設計壽命不一定等于實際使用壽命，它僅僅是設計者根據(jù)容器預期的使用條件而給出的估計，其作用是提醒使用者，當超過壓力容器的設計壽命時應采取必要的措施如：經常測量厚度和縮短檢驗周期等。壓力容器的設計壽命是一個復雜的問題，涉及到材料選用、腐蝕基礎數(shù)據(jù)、結構設計等一系列設計因素，能否準確地預計，反映了設計者的經驗和水平。在初步設計時，應對使用年限做到一個把控，對設備使用年限影響的因素考慮在內，比如哪一種優(yōu)質材料能有效延長壓力容器的使用壽命，并且不一樣的設計方案對容器的質量也具有一定的影響，設計者要給予足夠的重視。

2.2缺乏可靠性認識

壓力容器可靠性的意識十分重要，不僅是設備平穩(wěn)運行的保障，更能保證社會經濟平穩(wěn)健康的發(fā)展。產品的可靠性與諸多因素有關，例如濕度、溫度、壓力等環(huán)境因素，并且與用戶對產品功能的需求、使用時間等其它因素息息相關。壓力容器可靠性的標準不是單一的，由許多性能標準共同表示。所以在設計制造過程中，不能忽視對壓力容器可靠性參數(shù)的研究與控制。

3壓力容器的管理要點

具體到壓力容器的生產應用過程中來看，為了有效提升壓力容器設計與制造的管理效果，必須要重點圍繞著整個應用流程進行全方位的控制和把關，其中涉及到的關鍵內容和要點有以下幾個方面的內容。

3.1重視設計細節(jié)

在進行設計時注重細節(jié)，在進行熱處理時，主要是在冷成型、溫成型的壓力容器元件方面，設計者在開展設計時，要對設備開展的主題做到心里有數(shù)，筒體工藝編排都要進行分析，但有時很容易忽視接管和封頭及其附件進行熱處理工藝編排同樣考慮在內，未能將細節(jié)方面的處理好，設備設計容易出現(xiàn)短板，從而容器的壽命也并不理想，設備安全性無法得到保障，這對于后期使用帶來很大的安全隱患。因此，設計者在進行容器設計時，要重視設計中的細節(jié)處理。

3.2嚴格控制工藝參數(shù)

對于壓力容器的具體應用控制，需要首先從壓力容器的生產應用參數(shù)入手進行有效控制，尤其是在壓力容器生產運行過程中比較核心的壓力、溫度等關鍵指標設定上，更是需要相應的生產管理人員提升重視程度，保障工藝參數(shù)設置的可靠性效果，促使其能夠在滿足于壓力容器正常運行的基礎上，為生產工藝做出最大的貢獻。在這種工藝參數(shù)的具體控制過程中，需要重點避免出現(xiàn)超溫超壓超負荷運轉現(xiàn)象，進而也就能夠有效規(guī)避一些爆炸等安全事故問題的發(fā)生。

3.3規(guī)范操作流程

重點加強相應的操作流程規(guī)范化控制，這種操作流程方面的規(guī)范化控制主要就是為了有效提升其各項管理操作的可靠性效果，尤其是對于壓力容器運行過程中涉及到的開停車以及其它關鍵操作性環(huán)節(jié)，更是需要進行有效監(jiān)管，保障相應操作人員能夠具備熟練的操作能力和素質，進而也就能夠有效圍繞著相應的操作標準和要求進行處理。在這種規(guī)范化操作過程中，為了提升其生產中的可靠性效果，還應該重點加強相應的記錄管理，保障各項操作都能夠具備可靠全面的記錄，如此才能夠提升整體生產流程的管控水平。

3.4加強前期質量審查工作

為了保障壓力容器能夠在相應的工業(yè)生產中表現(xiàn)出較為理想的積極作用效果，還需要重點針對壓力容器應用前的質量審查進行嚴格控制，這種壓力容器使用前的質量審查工作主要就是為了較好促使相應的設備具備理想的可用條件，結合其自身的生產質量進行全方位的分析和檢測，并且能夠有效針對相應的壓力容器設備應用性能進行重點檢測分析，較好提升其可用價值。此外，這種運行前的質量審查工作還需要重點從相應的匹配性角度進行分析，了解選擇應用的壓力容器是否能夠較好符合生產工藝流程的基本需求，使其表現(xiàn)出較為理想的實施操作性能，避免與相應的壓力容器自身屬性產生明顯沖突，既影響了工業(yè)生產的有序進行，還可能會對于相應的生產安全產生嚴重威脅。

3.5做好壓力容器的維護保養(yǎng)

對于工業(yè)生產流程中壓力容器的具體過程來看，為了較好提升制造效果和價值，還應該重點圍繞著后續(xù)的維護和保養(yǎng)進行有效控制，這種壓力容器方面的有效維護保養(yǎng)工作應該具備理想的可靠性效果，能夠針對相應的壓力容器設備進行全方位的分析和把關，尤其是對于壓力容器生產過程中可能涉及到的一些隱患區(qū)域以及異常表現(xiàn)，更是需要進行重點維護，盡可能地消除設備隱患問題，最大程度上保障壓力容器能夠較好運行。這種壓力容器的維護保養(yǎng)工作不僅僅需要針對壓力容器的外表進行詳細檢驗，還需要分析其整體運行效果，對于各個安全附件的運行狀況，同樣也需要進行重點分析，如此才能夠最大程度上提升其維護保養(yǎng)的效果。

結語

綜上所述，壓力容器從設計到制造再到投入使用，是一個緊密聯(lián)系并且復雜的過程，涉及到設計方案、施工工藝、施工流程、監(jiān)督控制、檢測維護等方面，尤其作為設計與制造過程，保證壓力容器的質量是關鍵所在。所以在實際應用中，制造業(yè)相關人員要切實加強安全管理和控制，不斷創(chuàng)新與改良，最大程度上保障其具備理想的安全運行效果。

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